一种四维机械爪总成的制作方法

本实用新型涉及电线加工领域，尤其涉及一种四维机械爪总成。

背景技术：

在电线加工行业，制线设备经常需要夹持电线移动，现有技术中多通过机械爪来实现电线的移动。现有机械爪多数为气缸爪，其基本结构为由一个气缸驱动一对机械爪，机械爪和气缸多数呈直线布置，尾部为气缸，前部为机械爪和传动机构(如杠杆、齿轮齿条等)，活塞杆推动传动机构，驱动机械爪合拢或打开。此布局导致气缸爪整体高度偏高、体积较大，当需要拉拔电线时，气缸爪的刚性较差，且只能实现电线的夹持和一维移动两个目的，不能实现多维移动。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要针对上述的问题，本实用新型提供一种四维机械爪总成。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种四维机械爪总成，包括双爪机械爪、上下移动装置、前后移动装置和左右移动装置，一个移动装置与其余两个移动装置相连，双爪机械爪安装在一个移动装置上。

优选地，所述的四维机械爪总成还包含第一L型安装板、第二L型安装板和第三安装板，双爪机械爪通过第一L型安装板安装在上下移动装置上，上下移动装置通过第二L型安装板安装在前后移动装置上，前后移动装置通过第三安装板安装在左右移动装置上。

优选地，所述的四维机械爪总成的三个移动装置各包含一个直线导向结构，所述直线导向结构为交叉滚子滑轨或直线导轨。

优选地，上下移动装置为气缸，上下移动装置还包含第一气缸连接板，所述第一气缸连接板的两端分别与第一L型安装板和上下移动装置的活塞杆相连，上下移动装置安装在第二L型安装板上，第一L型安装板和第二L型安装板之间设有上下直线导向结构，上下直线导向结构为第一交叉滚子滑轨或第三直线导轨。

优选地，前后移动装置为气缸，前后移动装置还包含第二气缸连接板，所述第二气缸连接板的两端分别与第二L型安装板和前后移动装置的活塞杆相连，前后移动装置与第二L型安装板之间设有滑轨安装板，滑轨安装板与第二L型安装板之间设有前后直线导向结构，前后直线导向结构为第二交叉滚子滑轨。

优选地，前后移动装置为电缸，前后移动装置包含第二丝杆螺母安装块、第二丝杆安装座、第二滚珠丝杆和第二丝杆螺母，第二滚珠丝杆安装在第二丝杆螺母之内，第二滚珠丝杆安装在第二丝杆安装座上，第二丝杆螺母安装在第二丝杆螺母安装块上，第二丝杆安装座固定安装在第三安装板上，第二丝杆螺母安装块固定安装在第二L型安装板上；前后移动装置还设有第二直线导轨，第二直线导轨包含第二直线滑轨和第二滚珠滑块，所述第二直线滑轨安装在第三安装板上，所述第二滚珠滑块安装在第二丝杆螺母安装块上。

优选地，左右移动装置为电缸，左右移动装置包含第一丝杆螺母安装块、第一丝杆安装座、第一滚珠丝杆、第一丝杆螺母和滑台底板，第一滚珠丝杆安装在第一丝杆螺母在之内，第一滚珠丝杆安装在第一丝杆安装座上，第一丝杆螺母安装在第一丝杆螺母安装块上，第一丝杆安装座固定安装在滑台底板上；左右移动电缸还包含第一直线导轨，其由第一滚珠滑块和第一直线滑轨组成，第一滚珠滑块安装在第一丝杆螺母安装块上，第一直线滑轨安装在滑台底板上。优选地，双爪机械爪包括双联气缸、气爪安装板和两对气爪，所述双联气缸具有两个第一活塞杆，第一活塞杆具有圆锥状头部，双联气缸前端安装有气爪安装板，所述气爪安装板上安装两对气爪，每对气爪包含两个L型爪，每个L型爪的短臂通过第一销轴与气爪安装板固定，每对气爪位于一个第一活塞杆前方。

优选地，所述双联气缸水平布置，L型爪的短臂与第一活塞杆运动方向平行，L型爪的长臂与双联气缸垂直。

优选地，每个L型爪的短臂通过第二销轴与轴承固定，第一活塞杆向前运动时，圆锥状头部可推开同一对气爪中的两个L型爪的短臂上的轴承，以实现气爪夹紧。本发明通过设置轴承，将圆锥状头部与L型爪短臂之间的滑动摩擦转变成了圆锥状头部与轴承之间的滚动摩擦，减少了圆锥状头部的磨损，提高气爪使用寿命；同时减少摩擦阻力，提高气爪夹持力。

优选地，每对气爪中的两个L型爪的短臂之间设有复位弹簧。为了更好的使L型爪的短臂复位，本发明在两个短臂之间增设复位弹簧，通过复位弹簧将一对气爪撑开。

优选地，圆锥状头部包含前部的大角度圆锥段和后部的小角度圆锥段。

优选地，所述大角度圆锥段中圆锥面和中心轴的角度为30°-60°，所述小角度圆锥段中圆锥面和中心轴的角度为5°-25°。

优选地，大角度圆锥段和小角度圆锥段之间通过外轮廓有一定弧度的圆锥台过渡。本发明通过设置外轮廓具有一定弧度的圆锥台(具有圆弧面)，实现两个不同角度的圆锥段的过渡，可减少轴承滚过或L型爪短臂端部滑过分界面时的冲击。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

(1)本实用新型通过双爪机械爪和上下、左右、前后移动装置，实现了对电线双端头的独立夹持，以及上下、左右和前后运动，即实现了四维运动，可对电线进行复杂、多工位加工，且布局紧凑，刚度好，运动惯量小。

(2)本实用新型采用水平布置的双联气缸和L型爪，可以夹持双联气缸下方水平折弯的电线的两端。相对现有技术常用的竖直布置的气缸垂直夹水平方向电线的一端的机械爪，本实用新型不仅大幅降低了机械爪的高度，提高了机械爪的刚性，还将夹持效率提高了一倍，占用空间和成本也大幅降低。

(3)本实用新型的活塞杆采用变锥度圆锥头结构。根据斜块原理，大角度圆锥段费力省行程，实现活塞杆推动较短行程即可合并L型爪子较大的空行程；小角度圆锥段省力费行程，保证在最后夹紧电线时，提供足够大的夹持力。

附图说明

图1为本实用新型实施例1中四维机械爪总成的前视图。

图2为图1的右视图。

图3为本实用新型实施例1中双机械爪的俯视图。

图4为图3的左视图。

图5为本实用新型实施例2中四维机械爪总成的前视图。

图6为图5的右视图。

图7为本实用新型实施例2中双机械爪的俯视图。

附图标记如下：

双爪机械爪1，双联气缸11，气爪安装板12，气爪13，第一活塞杆14，圆锥状头部141，L型爪131，第一销轴132，第二销轴133，轴承134，复位弹簧135，前后移动装置2，左右移动装置3，上下移动装置4，第一丝杆螺母安装块41，第一滚珠滑块42，第一直线滑轨43，第一丝杆安装座44，第一滚珠丝杆45，滑台底板46，第一丝杆螺母47，第一L型安装板51，第二L型安装板52，第三安装板53，滑轨安装板54，第一气缸连接板61，第二气缸连接板62，第一交叉滚子滑轨71，第二交叉滚子滑轨72，第一直线导轨73，第二直线导轨74，第三直线导轨75，前后移动电缸8。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例作进一步说明。

实施例1

如图1和图2所示，一种四维机械爪总成，包括双爪机械爪1、上下移动装置2、前后移动装置3、左右移动装置4、第一L型安装板51、第二L型安装板52、第一气缸连接板61、第二气缸连接板62、滑轨安装板54和第三安装板53。上下移动装置和前后移动装置为气缸，分别称为上下移动气缸和前后移动气缸；左右移动装置为电缸，称为左右移动电缸。在本实施例中，所述上下移动气缸为薄型气缸，竖直布置，使其中的第二活塞杆上下移动；所述前后移动气缸为双杆气缸，水平前后方向布置，其中的第三活塞杆前后移动；所述左右移动电缸水平左右方向布置，其中的第一滚珠丝杆左右移动。

所述第一L型安装板51包含第一长板和第一短板，所述第二L型安装板52包含第二长板和第二短板；双联气缸11水平安装在第一长板下，第一短板的端部安装在第一气缸连接板61的一端，第一气缸连接板61的另一端安装在薄型气缸的第二活塞杆上，薄型气缸安装在第二L型安装板52上，第二短板与第一短板之间安装第一交叉滚子滑轨71。通过第二活塞杆的上下移动，实现双爪机械爪上下移动；通过设置第一交叉滚子滑轨71，保证双爪机械爪能精确的随第二活塞杆的上下移动而上下运动。

双杆气缸通过第三安装板53安装在第一丝杆螺母安装块41上，第二长板的端部安装在第二气缸连接板62的一端，第二气缸连接板62的另一端安装在双杆气缸的第三活塞杆上，双杆气缸和第二长板之间设置有滑轨安装板54，滑轨安装板54和第二长板之间安装第二交叉滚子滑轨72。通过第三活塞杆的前后移动，实现双爪机械爪的前后移动；通过设置第二交叉滚子滑轨72，保证双爪机械爪能精确的随第三活塞的前后移动而前后运动。

左右移动电缸使用常规电缸，包含第一丝杆螺母安装块41、第一丝杆安装座44、第一滚珠丝杆45、第一丝杆螺母47和滑台底板46，第一滚珠丝杆45安装在第一丝杆螺母47之内，第一丝杆螺母47安装在第一丝杆螺母安装块41上，所述第一滚珠丝杆45的两端安装在第一丝杆安装座44上，第一丝杆安装座44固定安装在滑台底板46上。通过第一滚珠丝杆45和第一丝杆螺母47配合，将第一滚珠丝杆45的旋转转换为第一丝杆螺母47的直线运动。此外，左右移动电缸还包含一条或两条第一直线导轨73，其由第一滚珠滑块42和第一直线滑轨43组成，第一滚珠滑块42安装在第一丝杆螺母安装块41上，滑台底板46与第一直线滑轨43固定连接。本实施例中，通过第一滚珠丝杆45和第一丝杆螺母47推动第一丝杆螺母安装块41的左右移动，实现双爪机械爪的左右移动，并通过设置第一直线滑轨组合，以保证双爪机械爪可以精确的左右移动。

如图3和图4所示，本实施例中的双爪机械爪包括一个双联气缸11、两块气爪安装板12和两对气爪13。双联气缸11水平布置，其前端上下两侧各通过紧固件固定安装有一块气爪安装板12(图1中仅视出一块气爪安装板12)，所述两块气爪安装板12之间安装两对气爪13，气爪13与气爪安装板12固定安装。

所述双联气缸11具有两个第一活塞杆14，第一活塞杆14具有圆锥状头部141。圆锥状头部包含前部的大角度圆锥段和后部的小角度圆锥段，大角度圆锥段和小角度圆锥段之间通过外轮廓有一定弧度的圆锥台过渡。所述大角度圆锥段的角度为30°-60°，所述小角度圆锥段的角度为5°-25°。

每对气爪13包含两个L型爪131。每个L型爪131的短臂通过第一销轴132与气爪安装板12固定，使L型爪可沿第一销轴转动。L型爪的短臂与活塞杆运动方向平行，L型爪的长臂与双联气缸11垂直。每个L型爪的短臂通过第二销轴133与轴承134固定，轴承134可沿第二销轴133转动。本发明通过设置轴承，圆锥状头部与轴承之间实现了滚动摩擦，减少了圆锥状头部的磨损，提高气爪使用寿命；同时减少摩擦阻力，提高气爪夹持力。同一对气爪13内的两个第一销轴132、两个第二销轴133和两个轴承134分别为一对第一销轴、一对第二销轴和一对轴承。

为了更好的使L型爪的短臂复位，本发明在每对气爪中的两个L型爪的短臂之间增设复位弹簧135，通过复位弹簧135将一对气爪撑开。

每对气爪13位于一个第一活塞杆14前方。第一活塞杆14向前运动时，圆锥状头部可推开同一对气爪中的两个L型爪的短臂上的轴承134。双联气缸11进行往复直线运动，活塞杆交替的打开和闭合气爪。第一活塞杆14位于气爪之外时，在复位弹簧135的弹力作用下，同一对气爪中的两个L型爪打开，可用于放入电线夹持，同一对气爪13中两个L型爪131的轴承134相接触。活塞杆向前运动时，且活塞杆对一对轴承的推力大于复位弹簧的弹力时，推开这对轴承，使气爪闭合，两个L型爪处于闭合状态，夹紧其内的电线；活塞杆向后运动时，活塞杆对一对轴承的推力减小，并在复位弹簧的弹力作用下，使气爪打开，两个L型爪处于打开状态，释放电线。

实施例2

如图5和图6所示，一种四维机械爪总成，包括双爪机械爪1、上下移动装置2、前后移动装置3、左右移动装置4、第一L型安装板51、第二L型安装板52、第一气缸连接板61和第三安装板53。上下移动装置为气缸，称为上下移动气缸；前后移动装置为电缸，称为前后移动电缸8；左右移动装置为电缸，称为左右移动电缸。

在本实施例中，所述上下移动气缸为薄型气缸，竖直布置，使其中的第二活塞杆上下移动；所述前后移动电缸水平前后方向布置，其中的第二滚珠丝杆前后移动；所述左右移动电缸水平左右方向布置，其中的第一滚珠丝杆左右移动。

所述第一L型安装板51包含第一长板和第一短板，所述第二L型安装板52包含第二长板和第二短板；双联气缸11水平安装在第一长板下，第一短板的端部安装在第一气缸连接板61的一端，第一气缸连接板61的另一端安装在薄型气缸的第二活塞杆上，薄型气缸安装在第二L型安装板52上，第二短板与第一短板之间安装第三直线导轨75。第三直线导轨75包含第三直线滑轨和第三滚珠滑块，所述第三滚珠滑块安装在第一短板上，第三直线滑轨安装在第二短板上。通过第二活塞杆的上下移动，实现双爪机械爪上下移动；通过设置第三直线导轨，保证双爪机械爪能精确的随第二活塞杆的上下移动而上下运动。

前后移动电缸8采用常规电缸结构，包含第二丝杆螺母安装块、第二丝杆安装座、第二滚珠丝杆、第二丝杆螺母和第三安装板53，所述第二滚珠丝杆端部安装在第二丝杆安装座上，第二丝杆安装座固定安装在第三安装板53上，第三安装板53安装在第一丝杆螺母安装块41上，第二丝杆螺母安装在第二丝杆螺母安装块上，第二滚珠丝杆安装在第二丝杆螺母之内。第二丝杆螺母安装块固定安装在第二长板上。随第二丝杆螺母安装块的移动，上下移动气缸及其上的双爪机械爪也前后移动。为了实现更精确的移动，前后移动装置还设有第二直线导轨74，第二直线导轨包含第二直线滑轨和第二滚珠滑块，所述第二直线滑轨安装在第三安装板53上，所述第二滚珠滑块安装在第二丝杆螺母安装块上。

左右移动电缸也使用常规电缸，结构与实施例1中相同。

如图7所示，本实施例中的双爪机械爪包括一个双联气缸11、两块气爪安装板12和两对气爪13。双联气缸11水平布置，其前端上下两侧各通过紧固件固定安装有一块气爪安装板12，所述两块气爪安装板12之间安装两对气爪13，气爪13与气爪安装板12固定安装。

所述双联气缸11具有两个第一活塞杆14，第一活塞杆14具有圆锥状头部141。圆锥状头部包含前部的大角度圆锥段和后部的小角度圆锥段，大角度圆锥段和小角度圆锥段之间倒圆角过渡。所述大角度圆锥段的角度为30°-60°，所述小角度圆锥段的角度为5°-25°。

每对气爪13包含两个L型爪131。每个L型爪131的短臂通过第一销轴132与气爪安装板12固定，使L型爪可沿第一销轴转动。同一对气爪13内的两个第一销轴132分别为一对第一销轴。L型爪的短臂与活塞杆运动方向平行，L型爪的长臂与双联气缸11垂直。每个L型爪的短臂端部设置为圆弧形，与圆锥状头部之间滑动摩擦。因此，应提高圆锥状头部和L型爪短臂端部的表面硬度和粗糙度，以减少磨损和摩擦阻力。

为了更好的使L型爪的短臂复位，本发明在每对气爪中的两个L型爪的短臂之间增设复位弹簧135，通过复位弹簧135将一对气爪撑开。

每对气爪13位于一个第一活塞杆14前方。第一活塞杆14向前运动时，圆锥状头部与两个L型爪的短臂端部滑动摩擦撑开气爪。双联气缸11进行往复直线运动，活塞杆交替的打开和闭合气爪。第一活塞杆14位于气爪之外时，在复位弹簧135的弹力作用下，同一对气爪中的两个L型爪打开，可用于放入电线夹持。活塞杆向前运动时，且活塞杆的推力大于复位弹簧的弹力时，使气爪闭合，两个L型爪处于闭合状态，夹紧其内的电线；活塞杆向后运动时，活塞杆的推力减小，并在复位弹簧的弹力作用下，使气爪打开，两个L型爪处于打开状态，释放电线。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。